DE69022062T2

DE69022062T2 - Elektrischer Endverbinder mit zerbrechbarem Montagestift und Herstellverfahren dafür.

Info

Publication number: DE69022062T2
Application number: DE69022062T
Authority: DE
Inventors: Janos Legrady
Original assignee: Zierick Manufacturing Corp
Current assignee: Zierick Manufacturing Corp
Priority date: 1990-12-31
Filing date: 1990-12-31
Publication date: 1996-05-09
Anticipated expiration: 2011-01-01
Also published as: DE69022062D1; EP0492017B1; ATE127283T1; EP0492017A1

Description

Hintergrund der Erfindung

Gebiet der Erfindung

Die Erfindung beschäftigt sich allgemein mit einem elektrischen Anschluß zum Befestigen elektrischer Bauteile auf gedruckten Leiterplatten (printed circuit boards, PC) und besonders mit einem Anschluß, der einen biegsamen Befestigungsschenkel aufweist, der für ein Anbringen durch eine Befestigungsöffnung in einer PC-Platte geeignet ist, ohne die Integrität der PC-Platte durch Schneiden, Deformation oder andere Beschädigung zu beeinträchtigen.

Darstellung des Standes der Technik

Die konventionelle Art, kleine elektrische Anschlüsse (wie Pins oder Tabs mit nur einem Schenkel) auf einer PC-Platte anzubringen, ist, die Befestigungsschenkel der Anschlüsse durch Löcher in der PC-Platte zu zwängen. Der Durchmesser des Loches ist in der Regel kleiner als die Diagonale oder der Durchmesser des Befestigungsschenkels, so daß eine Überlagerung oder ein Preßsitz wie in Fig. 1 gezeigt vorliegt. Fig. 2 ist eine vergrößerte Querschnittsdarstellung des angebrachten Pins nach Fig. 1, die die Überlagerung nach dem Löten zeigt.
Wenn ein enger Preßsitz zwischen den Schenkel des Anschlusses und der PC-Platte geschaffen wird, führt er zu Spannungen in der PC-Platte, die, wenn sie zu groß werden, die Platte sprengen oder verwerfen können. Außerdem kann bei einem Preßsitz die Einfügekraft beträchtlich sein, und dies kann den Anschluß deformieren. Ein Überlagerung führt auch häufig zu Abtragungen an der PC-Platte und übermäßigen Materialverschiebungen rund um das Loch, die das Löten erschweren und zu einer kalten Lötstelle führen können.
Ein Anschluß mit einem einzelnen massiven Schenkel ist in der US-Patentanmeldung mit der Abmeldenummer 07/415,965, eingereicht am 2. Oktober 1989 von demselben Abmelder, beschrieben, wobei diese Abmeldung durch Bezugnahme in die vorliegende Abmeldung aufgenommen wird. Die vorstehend genannte Abmeldung offenbart eine Anzahl von bekannten Ansätzen, die sich allerdings nicht als befriedigen herausgestellt haben, und es wurde ein verbessertes Design vorgeschlagen, um die Nachteile der bisherigen Konstruktionen auszumerzen.
Allerdings wird der Befestigungsschenkel, da er im allgemeinen geringere Abmessungen als die Befestigungslöcher aufweist, in diesen locker aufgenommen und stellt nicht immer eine seitliche Stütze während des Ausspreizens bereit. bes wurde festgestellt, daß das Ausspreizen in einigen Fällen nicht der Kerbe entlang der Mitte des Schenkels folgt, sondern eine Seite bevorzugt und zu einem asymmetrischen einseitigen Aufspreizen führt. Ein derartiges exzentrisches Aufspreizen führt tendenziell dazu, daß der Anschlußpin weiter von der ursprünglichen Mittellinie senkrecht zur Oberfläche der PC-Platte weggezogen wird. In derartigen Fällen verläßt das Spielwerkzeug die Rille bzw. den Spalt und beginnt, in die Seite des Schenkels einzuschneiden, auch wenn die Rille sehr tief ist. Außerdem weist ein derartiges asymmetrisches Aufspreizen eine positive Rückkopplung auf. Irgendeine Belastung in eine Richtung und das daraus folgende Ungleichgewicht der Kräfte auf den Anker führen dazu, daß er sich In eine Richtung bewegt, die das Ungleichgewicht verstärkt. Schließlich kann im schlimmsten Fall die Aufspreizung vollständig von einer Seite des Schenkels verschwinden, wird also vollständig abgeschert.
Die US 4 784 620 (Tanaka) schildert einen lötfreien Überlagerungssitz eines elektrischen Kontaktpins, der in ein beschichtetes, durchgehendes Loch eingesetzt ist mit einem zurückgesetzten, rechteckigen Montageabschnitt, der profiliert ist, um eine flexible, toleranzgewährende Aufnahme zu gewährleisten.

Zusammenfassung der Erfindung

Es ist eine Aufgabe der Erfindung, einen Anschluß mit einem einzelnen massiven Schenkel bereitzustellen, der einfach und bequem auf einer PC-Platte montiert werden kann. Es ist eine weitere Aufgabe der Erfindung, einen Anschluß mit einem einzelnen massiven Schenkel bereit zustellen, der einfach herzustellen und billig in der Fertigung ist. Es ist noch eine weitere Aufgabe der Erfindung, einen Anschluß mit einem einzelnen massiven Schenkel bereitzustellen, der ohne Überlagerung innerhalb eines Montageloches angebracht werden kann und der daher keine Spannungen, Deformationen oder Sprünge in der PC-Platte hervorruft.
Es ist eine weitere Aufgabe der Erfindung, einen Anschluß mit einem einzelnen massiven Schenkel des in den anderen Aufgaben genannten Typs bereit zustellen, der einfach und billig auf durchgehenden Trägerstreifen hergestellt werden kann zur Verwendung in einer automatischen Einrichtung zur Anschlußmontage.
Es ist eine zusätzliche Aufgabe, einen Anschluß bereitzustellen, der das Erfordernis geringer Toleranzen bezüglich des Durcnmessers des Montageloches und der Abmessungen des Schenkels des Anschlusses eliminiert und nur Toleranzen von +/-0,006 und größer verlangt.
Es ist eine weitere Aufgabe, einen Anschluß wie oben vorgeschlagen bereitzustellen, der das Spannungsniveau des Lötens verringert, indem die Kräfte, die auf den Anschluß wirken, auf die PC-Platte und nlcht auf die Lötstelle übertragen werden.
Es ist noch eine Aufgabe, einen Anschluß wie in obenstehenden Aufgaben beschrieben bereitzustellen, der zu einem verbesserten Löten führt, indem er eine verbesserte Lötgeometrie bereitstellt.
Es ist eine zusätzliche Aufgabe, einen Anschluß bereitzustellen, der einem asymmetrischen Aufspreizen eines gekerbten einzelnen massiven Schenkels widersteht oder es verhindert.
Es ist noch eine weitere Aufgabe, einen Anschluß bereitzustellen, der einen gekerbten einzelnen massiven Schenkel von im wesentlichen rechteckigen Querschnitt aufweist, der ein symmetrisches Aufspreizen nach dem Sichern an einer PC-Platte innerhalb eines Bereichs von Grenzen zwischen der Mittellinie des Spreizambosses und der Mittellinie des Schenkels, in dem die Einkerbungen angebracht sind, bereitstellt.
Es ist auch eine Aufgabe, einen Anschluß mit einem gekerbten einzelnen massiven Schenkel bereitzustellen, der sich wie ein vorgespaltener Pin aufspreizt, aber ohne daß der Schenkel in zwei Hälften vorgespalten ist, und der längs der Kerbe belastet wird, um die aufbrechende Ausbreitung der Kerbe durch das Aufbringen einer geringen Spreizkraft sicherzustellen.
Es ist eine weitere Aufgabe, ein Verfahren zum Formen des Anschlusses mit einem gekerbten einzelnen massiven Schenkel in Übereinstimmung mit den vorhergehenden Aufgaben bereitzustellen.
Um diese Aufgaben und andere, die im folgenden noch deutlich werden, zu lösen, umfaßt ein mit einem einzelnen massiven Schenkel versehener Anschluß in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung an einem Ende einen elektrischen Verbinderendtteil und einen gegenüberliegenden, Im wesentlichen massiven Befestigungsendteil zur Befestigung durch ein Loch einer PC-Platte, wobei dieser Befestigungsendteil einen länglichen Befestigungsschenkel mit im wesentlichen gleichförmigem Querschnitt bildet und eine Längsachse definiert. Dieser Befestigungsschenkel ist so dimensioniert, daß er in dem Loch von einer Seite der Leiterplatte bis zur anderen Seite der Leiterplatte im wesentlichen frei aufgenommen werden kann. Auf gegenüberliegenden Seiten des Befestigungsendteils sind zwei Einschnitte vorgesehen, die sich von dem Ende des Schenkels im wesentlichen parallel zur Längsachse erstrecken und einen Materialsteg definieren, der zwischen den Einschnitten gebildet ist und diese überbrückt. Dieser Steg umfaßt eine Sollbruchlinie aus einem Material minimaler Dicke. Jeder dieser Einschnitte weist einen dreieckigen Querschnitt mit in Richtung des Verbinderendteils in senkrecht zur Längsachse stehenden Ebenen abnehmenden Abmessungen auf.
Ein Verfahren zur Einkerbung eines mit einem einzelnen massiven Schenkel versehenen Anschlusses nach der vorliegenden Erfindung umfaßt die Schritte von Voreinkerben eines Paares gegenüberliegender Flächen des Schenkels mit Im wesentliochen V-förmigen Einschnitten, die entlang einer im wesentlichen senkrecht zu den gegenüberliegenden Schenkelflächen verlaufenden Linie ausgerichtet sind. Die Einkerbungen werden vertieft, während das andere Paar gegenüberliegender Flächen gestützt wird, um eine Weitung oder ein Aufspreizen des Schenkels zu verhindern. Diese Einschnitte sind etwa symmetrisch zu dieser senkrecht stehenden Linie ausgebildet. Der sich ergebende Befestigungsschenkel wird gepreßt, um jegliche Ausbeulungen zu eliminieren oder zu entfernen, um einen Schenkel von im wesentlichen rechteckigen Querschnitt zu erzeugen.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

Für ein besseres Verständnis, wie die Aufgaben und Vorteile der Erfindung am besten gelöst bzw. erreicht werden können, wird nun auf die folgende Beschreibung mit den beigefügten Zeichnungen Bezug genommen. In diesen ist
Fig. 1: eine perspektivische Darstellung eines konventionellen oder bekannten Anschlusses mit einem einzelnen Schenkel, die zeigt, wie diese Anschlüsse zu Sprüngen in den Platten führen, in denen sie angebracht sind;
Fig. 2: eine vergrößerte Seitenansicht des Anschlusses nach Fig. 1 im Querschnitt, die die Schwierigkeiten beim Verlöten der Anschlüsse mit den Leiterbahnen als Ergebnis der Verformung der PC-Platte zeigt;
Fig. 3: eine perspektivische Darstellung, die die Anschlüsse mit einem einzelnen massiven Schenkel in Übereinstimmung mit der Erfindung zeigt, die auf einem durchgehenden Tragstreifen angebracht sind;
Fig. 4: eine vergrößerte Vorderansicht des Befestigungsschenkels, die die Details der Einschnitte oder der auf einer Seite des Befestigungsschenkels gebildeten Kerbe zeigt;
Fig. 5: ein Ansicht auf den in Fig. 4 gezeigten Befestigungsschenkel von unten;
Fig. 6: eine schematische Vorderansicht, die einen Anschluß mit einem einzelnen massiven Schenkel in Übereinstimmung mit der Erfindung zeigt, kurz bevor er in eine PC-Platte moniert wird, und die den Einfügemechanismus zum Sichern des Anschlusses an der Leiterplatte zeigt;
Fig. 7: eine Ansicht ähnlich Fig. 6, die aber den Einfügemechanismus und den Anschluß zu dem Zeitpunkt zeigt, wenn der Schenkel bereits aufgespreizt und geweitet ist;
Fig. 8: eine Ansicht ähnlich Fig. 7, die die aufgespreizten Bereiche mit der PC-Platte verlötet zeigt;
Fig. 9: eine Ansicht ähnlich Fig. 5, die aber einen Anschluß mit einem einzelnen massiven Schenkel von unterschiedlicher Konfiguration und unterschiedlichen Abmessungen in Übereinstimmung mit einer anderen Ausführungsform der Erfindung zeigt;
Fig. 10: eine Ansicht ähnlich den Fig. 5 und 9, die aber eine weitere Ausführungsform in Übereinstimmung mit der Erfindung zeigt, wobei die Kerben auf den gegenüberliegenden Seiten des Befestigungsschenkels leicht gegeneinander versetzt sind oder nicht zueinander ausgerichtet sind;
Fig. 11: eine perspektivische Darstellung eines gekerbten Befestigungsschenkels, die Details der Kerbe zeigt;
Fig. 12: eine Vorderansicht des in Fig. 11 dargestellten Befestigungsschenkels, die ein Spreizlinie zeigt, die mit Befestigungsschenkeln nach den Fig. 1 - 9 und 11 auftreten kann;
Fig. 13: eine Vorderansicht der in Fig. 11 und 12 dargestellten Befestigungsschenkel, die zeigt, wie sich der Anschluß gegenüber der Normalenrichtung der PC-Platte verdrehen kann, was zu einem asymmetrischen Aufspreizen führt;
Fig. 14: eine Ansicht ähnlich Fig. 11, die aber eine tiefere Kerbe zeigt;
Fig. 15: eine Ansicht ähnlich den Fig. 11, 14, die aber einen Befestigungsschenkel zeigt, der wesentlich breiter als seine Dicke ist, um einen rechteckigen Querschnitt zu erzeugen;
Fig. 16: eine perspektivische Darstellung ähnlich Fig. 6, die den Zusammenhang zwischen dem Spreizamboß und dem sich ergebenden Scher- und Biegekräften zeigt, die auf die Bereiche des Befestigungsschenkels aufgebracht werden;
Fig. 17A: eine Ansicht von unten auf einen im wesentlichen rechteckigen Befestigungsschenkel, die eine relative Verschiebung zwischen der Mittellinie der Kerbe und der des Schenkels zeigt;
Fig. 17B: ein Ansicht ähnlich Fig. 17A, die aber einen breiteren Befestigungsschenkel des Typs gemäß Fig. 15 zeigt;
Fig. 18A, 18B: eine Ansicht ähnlich Fig. 12, die weiter den Befestigungsschenkel zeigt, der asymmetrisch gespreizt worden ist, bzw. den Schenkel, nachdem ein Teil davon abgeschert worden ist;
Fig. 19: eine perspektivische Darstellung eines vorgescherten Schenkels nach dem Stand der Technik, um ein asymmetrisches Aufspreizen zu verhindern;
Fig. 20: Details eines asymmetrisch aufgespreizten Schenkels in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung, der in einem Loch einer PC-Platte zentriert und aufgenommen ist;
Fig. 21A: eine fragmentarische Ansicht eines Befestigungsschenkels, die die aufgrund des Weitens der Schenkelbereich in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung abgescherte Oberfläche zeigt;
Fig. 21B: eine Ansicht ähnlich Fig. 21A, die aber einen Schenkelbereich eines vorgescherten Schenkels nach Fig. 19 zeigt, die die wesentlichen sich ergebenden der Oxydation ausgesetzten Oberflächenbereiche zeigt;
Fig. 22: eine perspektivische Darstellung des in Fig. 10 gezeigten Befestigungsschenkels, die einen aufgebrochenen Bereich in der Materialbrücke zwischen den Einschnitten zeigt, der auf exzessive Spannungen während des Aufspreizens zurückzuführen ist;
Fig. 23: eine Ansicht ähnlich Fig. 5, die die mit den Mittellinien des Schenkels ausgerichteten, V-förmigen Einschnitte zeigt;
Fig. 24: eine Ansicht ähnlich Fig. 23, die aber unsymmetrische Einschnitte in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung zeigt, die die gewünschten Spannungen in dem Befestigungsschenkel hervorrufen und des Ausspreizen des Schenkels oder Schneiden durch einen Amboß oder ein Schneidwerkzeug erleichtern;
Fig. 25: eine Ansicht ähnlich Fig. 24, die Details in Übereinstimmung mit der derzeit bevorzugten Ausführungsform der Erfindung zeigt;
Fig. 26: eine Ansicht ähnlich Fig. 25, die eine weitere Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt;
Fig. 27: eine Ansicht ähnlich Fig. 25, die noch eine weitere Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt;
Fig. 28A-28E: eine Abfolge von Schritten, die verwendet werden kann, um Befestigungsschenkel elektrischer Verbinder in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung zu formen.

Darstellung der bevorzugten Ausführungsformen

Unter Bezugnahme auf die Figuren, in denen gleiche oder ähnliche Teile durchgehend mit denselben Bezugsziffern versehen sind, und zuerst unter bezug auf die Fig. 1 und 2 werden die den Anschlüssen nach dem Stand der Technik mit einem einzelnen massiven Schenkel inhärenten Nachteile beschrieben. Das Bezugszeichen 10 bezeichnet allgemeinen einen Anschluß von Pin-Typ mit einem einzelnen Schenkel, der zur Befestigung durch ein Befestigungsloch 12 einer PC- Platte 14 geschoben werden soll. Der Anschluß 10 hat einen oberen Verbindunspin 16 und einen unteren Anbringungs- oder Einfügeschenkelbereich 16. Eine dazwischen oder mittig liegende Schulter, ein Flansch oder ein Vorsprung 20 können auf dem Anschluß 10 vorgesehen sein; er dient als Anschlag, um ein zu großes Durchtreten durch die Öffnung 12 zu verhindern, und zur Fixierung des Befestigungsschenkels 18 in der Öffnung 12. Typischerweise sind die Komponenten auf der oberen Oberfläche 14a der PC-Platte 14 angebracht, während die Leiterbahnen auf der anderen oder unteren Seite 14b angebracht sind (nicht dargestellt). Wie eingangs ausgeführt werden Befestigungsschenkel 18 dieses Typs typischerweise in die Öffnungen 12 hineingezwängt, um einen Preßsitz oder ein Überlagern hervorzurufen, was zu Spannungen und Deformationen in der PC-Platte führt, die zu Sprüngen 22 führen können, insbesondere nach längerer Zeit und unter ungünstigen Temperaturzuständen (Fig. 1).
In Fig. 2 wird ein zugehöriges Problem bei der Verwendung derartiger konventioneller Anschlüsse dargestellt, wobei die Verlagerung von Material gezeigt ist (bei 24), die zu einer Anhäufung von PC-Platten-Material im Bereich der Lötstelle oder Leiterbahnen 26 führt. Eine derartige Anhäufung kann schlechte Lötverbindungen hervorrufen und die Qualität der elektrischen Verbindungen beeinträchtigen. Unter Bezugnahme auf Fig. 3 wird ein Streifen 30 von Serien miteinander über deren mittige Schulterbereiche 20, die einen Trägerstreifen bilden, verbundenen Anschlüssen mit einem einzelnen massiven Schenkel gezeigt. Jeder Anschluß 32 mit einem einzelnen massiven Schenkel umfaßt ein Befestigungsendteil oder einen Befestigungsschenkel 32, das noch näher beschrieben wird, das zu der einen Seite der mittigen Schulterbereiche 20 hin verläuft. An jeder Seite des Befestigungsendteils 32 ist in vorteilhafter Weise eine obere beschichtete Sitzfläche 32 vorgesehen, die zwischen dem Befestigungsendteil 32 und dem mittleren Schulterbereich 20 verläuft, aus Gründen, die bei der Diskussion der Fig., 7 und 8 klarer werden.
Jedes Befestigungsendteil 32 umfaßt vordere und hintere Oberflächen 32a, 32b, Seitenflächen 32c und eine untere oder Bodenfläche 32d.
In der vorderen und hinteren Oberfläche 32a, 32b sind Einschnitte 36 angebracht, die die Natur von Trennkerben haben, wie z.B. durch Drücken zwischen zwei Zahnrädern, im wesentlichen parallel zur Längsachse des Anschlusses, um das Ausspreizen des Befestigungsendteils 32 längs den Einschnitten 36 zu erleichtern, was noch genauer beschrieben wird.
Unter Bezugnahme auf die Fig. 3 - 5 wird das führende Ende des Befestigungsendteils 32 vorteilhafterweise mit nach innen gerichteten Oberflächen 38 und Führungsecken 40 versehen, um das Einführen des Befestigungsendteils in ein Montageloch einer PC-Platte zu erleichtern.
Die Einschnitte 36 sind in Fig. 5 als symmetrisch auf gegenüberliegenden Seiten des Befestigungsendteils 32 angebracht dargestellt. Jeder der Einschnitte 36 wird durch zwei nach innen konvergente Oberflächen 36a, 36b gebildet, die an einer brechbaren Verbindungslinie 36c aufeinandertreffen, die auch den Bereich der geringsten Materialdicke des Befestigungsendteils bestimmt. Wie am besten in den Fig. 3, 4 und 5 dargestellt ist, weist jeder der Einschnitte 36 einen in Ebenen senkrecht zur Längsachse des Anschlusses dreieckigen Querschnitt auf, der sich in Richtung auf das Verbindungsende des Bereichs 16 hin verjüngt und in den Bereich der mittleren Schulter 20 hineinreichen kann. Bei den gezeigten Einschnitten 26 liegt das Material mit der geringsten Dicke oder die Sollbruchstelle bei 36f, wo die beiden Verblndungslinien 36c einander am nächsten sind. An der Stelle 36f ist das Befestigungsendteil 32 am schwächsten und am anfälligsten gegenüber einem Aufspreizen. Da die Verbindungslinien 36c sich radial nach auswärts erstrecken, bis sie die vordere oder hintere Oberfläche 32a, 32b berühren, weisen die obersten Bereiche 26e der Einschnitte 36 die maximale Dicke auf oder befinden sich in einer Trennung, die der Dicke des Befestigungsendbereichs 32 selbst entspricht. Daher werden die Einschnitte 36, wie angeordnet und konfiguriert, vom unteren Ende oder Endbereich 36f bis zum oberen Bereich 36e allmählich steifer. Dazwischen schwächen die Einschnitte 36 allmählich den Befestigungsendbereich 32 in Richtung zum untersten Ende (bei 36d).
In Übereinstimmung mit den derzeit bevorzugten Ausführungsformen weisen die Befestigungsendbereiche 32 einen im wesentlichen gleichbleibenden rechteckigen Querschnitt auf und sind dimensioniert, um im wesentlichen frei innerhalb eines Loches 14e von einer Seite einer PC- Platte bis zur anderen Seite der PC-Platte mit Spiel aufgenommen werden zu können. In den offenbarten Ausführungsformen weisen die Befestigungsendbereiche eine im wesentlichen gleiche Konfiguration des Querschnitts längs der Längsachse oder der Längsrichtung des Anschlusses auf. Dies erfordert daher, daß für das Einsetzen der Befestigungsendbereiche in ein Montageloch einer PC-Platte von gegebenem Durchmesser, der Befestigungsendbereich im Querschnitt in jeder Dimension kleiner als der Durchmesser des Loches sein wjß, was auch die Diagonalen zwischen einander diagonal gegenüberliegenden Ecken oder Pändern des Befestigungsendbereiches umfaßt, wie durch die gestrichelte Linie in Fig. 5 dargestellt ist. In Übereinstimmung mit einem Design beträgt die Dicke des Befestigungsendbereichs zwischen den Oberflächen 32a, 32b 0,1143 cm (0,045 inch), während die Breite des Befestigungsendbereichs zwischen den Seitenflächen 32c 0,14478 cm (0,057 inch) beträgt. Bei dieser Konstruktion beträgt die maximale Breite der Einschnitte (und die Fläche der unteren Oberfläche 32d 0,508 cm (0,02 inch; 1 inch = 2,54 cm).
Unter Bezugnahme auf Fig. 3 sind die Anschlüsse in Form eines durchgehenden Streifens gezeigt, wie oben beschrieben. Teile, die von Schulter zu Schulter 20 getragen werden, und Anschlüsse können von den Streifen zum Installationszeitpunkt auf der PC-Platte durch automatische oder halbautomatische Einsetzmaschinen entfernt werden. Nachdem die Anschlüsse von dem Träger getrennt sind, reihen die Maschinen die Anschlüsse auf den Löchern in den PC- Platte auf und fügen die Befestigungsendteile 32 wie ersichtlich in die Löcher ein, wobei die Anschlüsse auch an ihren Enden untereinander verbunden sein können und auf eine Spule aufgewickelt sein können, von der sie abgegeben werden können. Im letzteren Fall sind je zwei aneinandergrenzende Anschlüsse in einem Sollbruchbereich miteinander verbunden, der bevorzugt ausreichend flexibel ist, um das Aufwickeln des Streifens oder der Serie von Anschlüssen auf die Spule, auf der die Anschlüsse gelagert werden sollen, zu erlauben.
Die Verwendung des oben beschriebenen Anschlusses mit einem einzelnen massiven Schenkel wird nun in Zusammenhang mit den Fig. 6 und 7 beschrieben. Fig. 6 zeigt den Anschluß vor dem Einsetzen in die PC-Platte, und Fig. 7 zeigt den Anschluß nach dem Einsetzen. Das Befestigungsendteil 14 ist anfangs mit dem Loch 14e der PC-Platte ausgerichtet. Es wird ein Einfügemechanismus 42 bereitgestellt, der einen Stützblock 44 aufweist, der mit einer Bohrung 46 und sich nach oben erstreckenden Stützarmen 48 versehen ist. In der Bohrung 46 ist eine Druckfeder 50 angeordnet, die eine runden Schaft 52 stützt, um einen federbelasteten Amboß 53 zu schaffen, der ein nach oben weisendes, keilförmiges Ende aufweist. Der runde Schaft 52 hat einen Durchmesser, der geringer ist als der Durchmesser des Loches 14e in der PC- Platte.
Der federbelastete Amboß 53 erfüllt drei Funktionen. Der runde Schaft 52 hilft beim Halten des Loches der PC-Platte in der richtigen Position. Zusätzlich weitet das keilförmige Ende 54 den Befestigungsendbereich 32 längs den Einschnitten 36 und spreizt die beiden Hälften des Befestigungsendbereichs 32 über die Lötstellen oder Leiter 26. In derselben Figur sind die oberen beschichteten Oberflächen 34 aus Anschlagflächen gezeigt, die das Zentrieren des Befestigungsendbereichs innerhalb des Loches 14e der PC-Platte sicherstellen.
Es ist ein wesentliches Merkmal der vorliegenden Erfindung, daß der Anschluß mit einem einzelnen massiven Schenkel der Erfindung frei aufgenommen ist und nicht durch eine Überlagerung zwischen dem Befestigungsendbereich 32 und dem Loch 14e der PC-Platte gehalten wird. Wie oben erwähnt ist die Diagonale des Befestigungsendbereichs geringer als der Durchmesser des Befestigungsloches, so daß ein loser Sitz oder ein Spiel zwischen dem Befestigungsendbereich 32 und dem Loch in der PC-Platte vorliegt. Der Anschluß ruht auf den oberen beschichteten Oberflächen 34 auf der Kante des Loches auf der oberen Seite der PC-Platte. Der Anschluß wird sicher an Ort und Stelle gehalten durch die beiden Hälften des Befestigungsendbereichs, der nach außen aufgebogen (verformt) wird, nach dem er über die untere Seite des Loches in der PC-Platte aufgespreizt worden ist. Da ein Anschluß aufsitzt und durch die beschichteten Oberflächen an der Kante des Loches gehalten wird, kann der Durchmesser des Montageloches eine sehr viel größere Toleranz aufweisen als sie für eine Preßsitz-Befestigung verlangt wird.
In Fig. 8 wird Lötmittel 28 gezeigt, das auf die Unterseite der PC-Platte aufgetragen ist, um die aufgespreizten oder geweiteten Hälften 32e, 32f des Befestigungsendbereichs mechanisch und elektrisch mit den Leiterbahnen oder Lötstellen 26 zu verbinden. Da es nicht zu einer Anhäufung von verschobenem Material kommt, wie es beim Stand der Technik der Fall war, kann das Lötmittel 28 die Bereiche 28a und 28b um die Abschnitte 32e, 32f herum ausfüllen, um einen guten mechanischen und elektrischen Kontakt bereitzustellen. Wie in Fig. 8 gezeigt fließt während des Lötens das geschmolzene Lötmittel innerhalb der Trennkerbe von der unteren Seite der PC-Platte zur oberen Seite aufgrund der Kapillarwirkung nach oben. Wenn die Lücke zwischen den beiden Hälften des Befestigungsendbereichs mit Lötmittel 28a ausgefüllt ist und das Lötmittel aushärtet, verhindert es, daß sich die aufgespreizten Bereiche 32e, 32f des Befestigungsendbereichs aufeinander zu bewegen oder daß sich diese schließen (also gerade ausrichten), wenn eine Zugkraft auf den Anschluß aufgebracht wird. Dies erhöht auch die Verankerungswirkung des Anschlusses auf der PC-Platte. Außerdem füllt das Lötmittel, da die Hälften des Schenkels direkt über der Lötstelle gebildet sind, die Lücke zwischen den Hälften und der Lötstelle, was die Lötfläche vergrößert. Anders als bei einem mittels Überlagerung eingesetzten Pin gibt es kein verschobenes Material der PC-Platte, das die Lötstelle schwächen könnte. Unter Bezugnahme auf Fig. 9 wird ein anderes Beispiel eines Anschlusses mit einem einzelnen massiven Schenkel ähnlich Fig. 5 gezeigt, mit der Ausnahme, daß die Abmessungen unterschiedlich sind. Anstelle eines Sockels von 0,1143 cm (0,045 inch) wird ein Sockel von 0,0635 cm (0,025 inch) verwendet, der die Dicke des Anschlusses festlegt. Die Breite des Befestigungsendteils ist 0,0635 cm (0,025 inch), während die maximale Abmessung der Einschnitte in den Ebenen der vorderen und hinteren Flächen 32a, 32b weiterhin 0,0508 cm (0,020 inch) beträgt. Es ist klar, daß die spezifischen Abmessungen für den Anschluß nicht kritisch sind, solange die Abmessungen der Befestigungsendteile 32 die Bedingung erfüllen, daß sie in ein Befestigungsloch einer PC-Platte eingeführt werden können, ohne daß eine Überlagerung auftritt. Allerdings ist die im Querschnitt rechteckige Ausführung die am häufigsten verwendete, da sie leicht ausgerichtet und innerhalb eines runden Loches in einer PC-Platte aufgenommen werden kann.
Ein wesentlicher Unterschied zwischen den Anschlüssen mit einem einzelnen massiven Schenkel nach der vorliegenden Erfindung und den aus dem Stand der Technik bekannten ist, daß es durch die Verwendung von trennenden Einschnitten normalerweise möglich ist, einen quadratischen Schenkel (Breite des Schenkels gleich der Materialdicke) in zwei Hälften zu spreizen. Die Befestigungsendteile nach dem Stand der Technik mußten breiter sein, da ein perforierter Schlitz oder eine Scherungslinie in der Mitte des Befestigungsendteils erforderlich war, um es in zwei Hälften zu teilen. Allerdings ist es nicht immer möglich, einen quadratischen Schenkel (der Länge nach) zu halbieren unter der Verwendung konventioneller Scherungs- und Presstechnologie, wie im folgenden noch weiter beschrieben wird.
Unter Bezugnahme auf Fig. 10 wird eine Ausführungsform gezeigt, in der die trennenden Einschnitte gegeneinander exzentrisch angeordnet sind, so daß die trennenden Einschnitte tiefer als die Hälfte des Materials ausgeführt werden können, und typischerweise wird sich ein Spalt 60 längs den gekerbten Regionen verringerter Dicke bilden. Dieser Spalt in der Mitte des Befestigungsendteils hilft, den Schenkel zu halbieren. Der trennenden Einschnitt weist einen sehr allmählichen Auslauf auf, um Spannungs spitzen am Ende der Einkerbung zu verhindern. Der in Fig. 10 vorgeschlagene Ansatz, der - wie sich gezeigt hat - hervorragende Eigenschaften liefert, wird nun genauer diskutiert.
Bei der Entwicklung von Pin-Anschlüssen mit quadratischem oder leicht rechteckigem Querschnitt (Verhältnis von Dicke zu Breite wie 2:1 oder kleiner) war es das Ziel, einen Anschluß zu entwickeln, der in eine PC-Platte mit sehr großen Toleranzen(Variationen im Durchmesser des Loches) eingebaut werden kann, während gleichzeitig eine hervorragende Halterung des Anschlusses in der PC-Platte beibehalten wird. Die Abmessungen der Befestigungsendteile der Anschlüsse müssen so gewählt werden, daß sie die Wände von beschichteten, durchgehenden Löcher in PC-Platten nicht beschädigen oder irgendeine Spannung auf die Löcher in den PC-Platten aufbringen. Um diesen Kriterien zu genügen sind Anschlüsse mit einem einzelnen Schenkel des diskutierten Typs klar überlegen, da sie den Vorteil haben, daß sie aufgespreizt oder geweitet werden können, und den Vorteil haben, daß sie in die Löcher einer PC-Platte locker eingesetzt werden können und anschließend an der PC-Platte durch Aufspreizen zum Erreichen einer guten Befestigung gesichert werden können. Es ist allerdings beobachtet worden, daß bei der Verwendung von Befestigungsendteilen der Anschlüsse, die einen quadratischen oder im wesentlichen quadratischen Querschnitt mit einem Paar von Einschnitten auf gegenüberliegenden Seiten wie in Fig. 11 aufweisen, das Befestigungsendteil während des Spreizvorgangs seitlich nicht ausreichend abgestützt wird wegen des gewünschten Abstandes zwischen dem Befestigungsendteil und der inneren Oberfläche des Loches in der PC-Platte. Um das Einfügen zu erleichtern und um Beschädigungen der PC-Platte zu verhindern, wie vorgeschlagen, liegt notwendigerweise ein gewisser Abstand zwischen dem Befestigungsendteil und dem Loch vor, und daher die fehlende seitliche Abstützung während des Spreizens.
Idealerweise folgt der Amboß 53 (Fig. 7) der Mittellinie des Einschnitts längs dem Zentrum des Schenkels. Es hat sich allerdings gezeigt, daß, wenn der Amboß 53 den Schenkel während des Aufspreizens schert oder schneidet, er gewöhnlich nach einer bevorzugten Seite abgleitet und eine asymmetrische, einseitige Spreizung wie in Fig. 12 gezeigt herbeiführt. In der letzteren Figur ist der Einschnitt 36 ausgerichtet mit der Mittellinie CL des Befestigungsendteils dargestellt. Typischerweise zertrennt der Amboß am Anfang die Schwachstelle 32e (Fig. 11) in einem Bereich 62a anfänglichen Spreizens. An einem bestimmten Punkt 62b beginnt die Spreizlinie 62 von der Mittellinie CL abzuweichen. Dies resultiert normalerweise aus der Tatsache, daß das Befestigungsendteil nicht ausreichend seitlich abgestützt ist und daher die Mittellinie CL des Einschnitts nicht senkrecht zur Oberfläche der PC-Platte steht und nicht ausgerichtet ist mit der Mittellinie des Loches. Die Spreizlinie verläuft weiter zu einem Punkt 62c, der wesentlichen von der Mittellinie des Einschnitts beabstandet ist. Ein derartiges exzentrisches Spreizen zieht den Pin des Anschlusses von seiner ursprünglich rechtwinkligen Lage CL' zu der Oberfläche der PC-Platte hin (Fig. 13). Tests haben gezeigt, daß ein derartiges exzentrisches Spreizen selbst dann erfolgt, wenn der Einschnitt 36 sich absolut in der Mitte des Schenkels befindet. Es wurde festgestellt, daß das Spreizwerkzeug 53 den Einschnitt 36 verläßt und anfängt, in das seitliche Material des Schenkels einzuschneiden, selbst wenn der Einschnitt sehr tie fist, wie durch die Einschnitte 36' in Fig. 14 vorgeschlagen. Daher kann dieses unerwünschte exzentrische Aufspreizen nicht durch einfaches Verringern der Dicke der Schwachstelle 32e verhindert werden.
Das oben beschriebene Phänomen des exzentrischen Spreizens tritt nur bei einem im Querschnitt quadratischen oder im wesentlichen quadratischen Schenkel auf und kann mit breiteren, im Querschnitt rechtwinkligen Scheneln des in Fig. 15 dargestellten Typs, die einen Querschnitt von 0,0635 x 0,254 cm (0,025 x 0,100 inch) aufweisen, nicht wiederholt werden. Die folgende Spannungsanalyse zeigt, warum dieses Phänomen des exzentrischen Spreizens hauptsächlich bei quadratischen Scheneln auftritt. Unter Bezugnahme auf Fig. 16 hat die Spreizkraft, die auf den Spreizamboß 52 wirkt, drei Komponenten 54a - 54c. Es ist offensichtlich, daß die Kraftkomponente 54c in der Mitte eine Scherkraft ist, während jede der Komponenten 54a, 54b eine Biegekraft ist.
Um das Problem am besten darzustellen, wird ein numerisches Beispiel gegeben. Es werden die Spreizkräfte von zwei eingekerbten Scheneln verglichen. Einer ist ein Quadrat mit einer Kantenlänge von 0,0635 cm (0,025 inch), der andere ein Rechteck von 0,0635 x 0,254 cm (0,025 x 0,100 inch). Beide werden gekerbt mit einem Abstand von 0,00762 cm (0,003 inch) entfernt von der Mittellinie (vgl. Fig. 17A und 17B). Die Scherkomponente (Kraft in der Mitte) der Spreizkraft ist für beide Schenkel dieselbe, da die zu scherende Fläche dieselbe ist und die Biegekomponente ist für den breiteren rechteckigen Schenkel sehr viel größer als für den quadratischen Schenkel. Allerdings ist von größter Bedeutung das große Ungleichgewicht der Komponenten der Biegekraft, das durch die Verschiebung von 0,00762 cm (0,003 inch) bei dem rechteckigen Schenkel. Das erforderliche Biegemoment zum Biegen des Schenkels M ist direkt proportional zum Widerstandsmodul Z, M = 6 * Z und Z = bd²/6. Die Widerstandsmodule ergeben sich zu 0,0635 * 0,02413²/6 = 0,616 E-5 (0,025 * 0,0095²/6 = 0,00000038) für den kleineren Schenkel und zu 0,0635 * 0,03937²/6 = 1,64 E- 5 (0,025 * 0,0155²/6 = 0,00000094).
Das Ungleichgewicht der Komponenten der Biegekraft ist das Verhältnis von 0,00000095 zu 0,00000038 = 2,5. Dies bedeutet, daß beim dem Quadrat mit einer Kantenlänge von 0,0635 cm die zum Biegen der größeren Hälfte des Schenkels um den Faktor 2,5 oder 150% größer ist als die zum Biegen der kleineren Hälfte des Schenkels erforderliche Kraft. Dieselbe Berechnung für den Schenkel mit einer Breite von 0,254 cm (0,100 inch) und einer Exzentrizität von 0,00762 cm (0,003 inch) ergibt 0,0635 * 0,13462²/6 = 1,918 E-4 (0,025 * 0,0053²/6 = 0,000012) und 0,0635 * 0,11938 2/6 = 1,508 E-4 (0,025 * 0,047²/6 = 0,0000092) mit dem Verhältnis von 0,000012 zu 0,0000092 = 1,27, so daß im Fall des Schenkels von 0,0635 x 0,254 cm (0,025 x 0,100 inch) der Unterschied zwischen der Biegekraft für die kleine und die große Hälfte des Schenkels nur 27% beträgt.
Die Kerbe und der Spleißamboß sind aufgrund von Fertigungstoleranzen nur selten in der Mitte des Schenkels. Das unausgeglichene Aufspleißen ist bei einem größeren, rechteckigen Schenkel nicht von Bedeutung (nur 27%b bei einem Schenkel von 0,0635 x 0,254 cm (0,025 x 0,100 inch)). Es wird allerdings sehr wesentlich bei einem quadratischen oder nahezu quadratischen Schenkel (150% bei einem Schenkel mit einer Kantenlänge von 0,0635 cm (0,025 inch)). Diese einseitige Aufspreizen weist eine positive Rückkopplung auf; ist also selbstverstärkend. Wenn eine Hälfte des Schenkels kleiner ist, ist die Komponente der Biegekraft auf dieser Seite kleiner und da führt zu einem Ungleichgewicht im Aufspreizprozeß, die diese Seite des Schenkels weiter verkleinert. Dies führt wiederum zu einer Vergrößerung des Ungleichgewichts, das die Spreizrichtung noch mehr zu der schmaleren oder kleineren Seite drängt. Schließlich wird die Spreizung im schlimmsten Fall aus der Seite des Schenkels hinauslaufen und diese vollständig abscheren. Unter Bezugnahme auf die Fig. 18A und 18B wird der Spreizpfad 62 gezeigt mit dem Bereich 32' auf der Seite des Schenkels, der letztendlich abgeschert wird. In diesem Zusammenhang wird darauf hingewiesen, daß der Amboß 52 klein sein muß, da er in dem Befestigungsloch in der PC- Platte aufgenommen wird, und es gibt keine seitliche Stützung, da es nicht erwünscht ist, seitliche Kräfte auf die Wand eines beschichteten Loches auszuüben, um Beschädigungen zu vermeiden.
Unter Bezugnahme auf Fig. 19 wird ein Befestigungsendteil 64 gezeigt, das durch eine Scherungslinie 64a halbiert wird. Das Aufspreizen eines derartigen voreingekerbten Schenkels stellt sicher, daß der Spreizamboß immer der geraden Scherungslinie 64a folgt. Bei einer derartigen Ausführungsform, die während des Entwicklungsvorgangs entstand, nimmt das Spreizwerkzeug keine Scherung vor, da die Schenkel voreingekerbt sind. Mit einer Scherung von 0,00762 cm (0,003 inch) beabstandet zur Mittellinie war die Scherungslinie leicht asymmetrisch. Allerdings hat sich das Aufspreizen nicht verschlechtert, da es der geraden Scherungslinie gefolgt ist und nicht nach Art einer Kurve wie bei dem eingeschnittenen Schenkel abgeirrt ist. Allerdings wies der voreingekerbte Schenkel 64 eine großes Problem, insbesondere die Lötbarkeitauf, obwohl er sich gut spreizen ließ und unempfindlich gegenüber einer exzentrischen Spreizung war. Für eine gute Lötbarkeit müssen die Anschlüsse in der Regel verzinnt sein. Es ist unmöglich, die Scherungsfläche in der Mitte des Schenkels des Anschlusses zu verzinnen wegen des sehr kleinen Spalts oder wenn gar kein Spalt zwischen den Hälften des Schenkels vorliegt. Die sich ergebenden Scherungsflächen 64b zwischen den beiden Hälften des Schenkels oxydieren, und in einigen Fällen gibt es Beschichtungsrückstände oder andere Verschmutzungen auf den Scherungsflächen 64b, die eine gute Lötverbindung verhindern. Unter Bezugnahme auf Fig. 20 sind die sich ergebenden Oberflächen S zwischen den Schenkelabschnitten 32e und 32f, die so verschmutzt oder oxydiert sind, daß sie nicht zum Löten geeignet sind.
Dieses Problem der Lötbarkeit existiert bei den eingekerbten Scheneln nicht, da diese unmittelbar vor dem Löten beim Einfügen des Anschlusses in das Loch in der PC- Platte geschert werden. Die Scherungsflächen haben daher keine Zeit zu oxydieren, Außerdem wird nur eine kleine Oberfläche S' geschert, in der Regel etwa 0,127 cm breit und 0,1524 cm lang (0,005 inch, 0,060 inch).In Fig. 21A kann die gerade abgescherte kleine Oberfläche S' einer Hälfte eines gekerbten Schenkels kurz vor dem Löten mit der großen oxydierten Oberfläche 64b einer voreingekerbten Hälfte eines Schenkels, bedeckt von Oxydation 64c, verglichen und unterschieden werden.
Es wird daher erkannt, daß, während ein voreingekerbter Schenkel wie In Fig. 19 gezeigt den Vorteil hat, daß er ein asymmetrisches oder exzentrischen Aufspreizen verhindert, die Befestigungsendbereiche dieser Art den Nachteile haben, daß sie schlechter zu löten sind. Das Ziel der vorliegenden Erfindung war es daher, einen gekerbten Pin zu entwickeln, der wie ein voreingekerbter Pin schert, aber ohne eine Trennung zwischen den beiden Hälften des Schenkels aufzuweisen. Dies wurde erreicht durch die Verwendung eines speziellen Paars von Einschnitten, die während des Aufspreizens nicht von einem Amboß geschert werden müssen, und oben in der Diskussion zu Fig. 10 vorgeschlagen. Auch unter Bezugnahme auf Fig. 22 ist ein gekerbter Schenkel gezeigt, in dem eine Kerbe zwischen zwei Hälften des Schenkels gebildet wird, die sich während des Kerbvorgangs ergibt. Während diese Konfiguration nicht wünschenswert ist, da die während des Kerbvorgangs aufgebrochene Oberfläche oxydieren wird und sich nicht löten lassen wird, wie es auch der vorgekerbte Schenkel nach Fig. 19 tut. Allerdings zeigen die Ausführungsformen nach Fig. 10 und Fig. 22, daß der Schenkel zur Hälfte aufgebrochen werden kann durch Einkerben. Die gegenwärtig bevorzugte Ausführungsform ist ein Befestigungsendteil des diskutierten Typs, das mit einer Kerbe irgendwo zwischen den konventionellen, "V"-förmigen Einschnitten, gezeigt in Fig. 9 und 23, und einer Kerbe, die den Schenkel halbiert, gezeigt in Fig. 10 und 22, versehen ist. Die optimale Kerbkonfiguration ist z.B. in Fig. 24 dargestellt, in der die Kerbe nur kurz vor dem Anbringen eines Durchbruches in den Schenkel während des Kerbvorgangs stehenbleibt. Das Material (Schwachstelle 32e) zwischen den Spitzen der beiden "V"-Kerben wird bis zur Belastungsgrenze unter Spannung gesetzt, und es ist nur eine sehr kleine Kraft erforderlich, um das Durchbrechen zu beginnen. Sobald der Durchbruch einmal begonnen hat, wird er sich rasch längs des Spannungsbereichs fortbewegen, erzeugt durch die besonderen Kerben, selbst wenn die Anfangskraft, die den Durchbruch bewirkt hat, entfernt wird. Die genaue Form der Kerben hängt von dem Material, dessen Härte und der Formungsgeschwindigkeit ab.
Wenn die Gestalt der Kerbe nicht optimal ist, wird der Schenkel entweder während der Fertigung (Fig. 10 und 22) oder während der Handhabung und der Versendung des Materials aufbrechen, oder wird in der Anwendungsmaschine nicht gerade aufbrechen (z.B. Fig. 18A), was zu einer nicht senkrechten Stellung des Pins und einer asymmetrischen Spreizung führt.
Der in Fig. 25 gezeigte Querschnitt zeigt ein Beispiel für eine gegenwärtige bevorzugte Ausführungsform eines Schenkels eines Anschlusses mit den Dimensionen 0,0635 * 0,07112 cm (0,025 * 0,028 inch) aus Messing der Härte 4. Dieser Anschluß sprelzt sich symmetrisch und montiert sich rechtwinklig zu der PC-Platte, da der Spreizamboß keine Scherung durchführt. Der Amboß leitet lediglich das Aufbrechen ein. Nach das Aufbrechen begonnen hat, wird es sich sehr rasch aus eigenem Antrieb oberhalb des Ambosses längs der hoch belasteten Fläche zwischen den Einschnitten bewegen. In Fig. 25 ist die Mittellinie des Schenkels mit dem Bezugszeichen 36i bezeichnet, wobei die Einschnitte Oberflächen 72a aufweisen, die um etwa 30º gegenüber der Mittellinie 36i des Schenkels geneigt sind, und eine zweite Oberfläche 72b aufweisen, die um 10º zu der anderen Seite der Mittellinie 36i des Schenkels geneigt ist. So ist die Verschiebung zwischen den Einkerbungen in Fig. 25 0,00381 cm (0,0015 inch), während die Einkerbungen 36' in Fig. 22 über das Zentrum des Schenkels hinauslaufen und sich überlappen und während die Verschiebungen zueinander längs der Mittellinie 361 einen Abstand von 0,001016 cm (0,0004 inch) aufweisen.
Fig. 27 zeigt den Bereich der Dimensionen, die die optimale Rißausbreitung in Kupferlegierungen erzeugen. Der Winkel α kann zwischen 1 - 30º liegen, während der Winkel β im Bereich zwischen 30º und 40º sein kann. Die Abmessung B, die den Abstand zwischen den Einkerbungen oder Kerblinien definiert, kann zwischen 0 - 0,0127 cm (0-0,005 inch) liegen, während die Abmessung A, die das Ausmaß des Überlappens der Kerben bestimmt, variieren kann von 0 oder keine Überlappung bis zu einem Überlappen von 0,0127 cm (0- 0,005 inch). Die Einkerbungen können auch voneinander bis zu 0,0127 cm (0-0,005 inch) beabstandet sein, in welchem Fall kein Überlappen vorliegt. Diese Abmessungen treffen auf das im wesentlichen rechteckige Teil mit 0,8128 * 0,127 cm (0,32 * 0,05 inch), auf das Quadrat mit Kantenlängen von 0,0635 cm (0,025 inch) und 0,1143 cm (0,045 inch) und das Achteck zu, wie in Fig. 26 gezeigt. Die Konfiguration als Achteck ergibt sich, wenn die vier Kanten mit einem Winkel von 45º angefast werden, um eine achteckige oder fast runde Form zu erhalten, um den Schenkel besser an das runde Loch anzupassen. Dieses Anfasen der Kanten wird vorgenommen. nachdem die mittigen Spalten angebracht worden sind, aus welchem Grund sich das Material etwas in das weite obere Ende wie dargestellt vorwölben wird. Dies beeinträchtigt aber nicht die Zerbrechlichkeit und Spannungskonzentration in dem Mittenbereich des Schenkels.
Das Verfahren zur Herstellung der Einkerbungen, um die gewünschte Spannungscharakteristika bereitzustellen, wird nun in Zusammenhang mit den Fig. 28A - 28E erläutert. Das Ziel des Einkerbens und des kalten Bearbeitens ist es, die erforderliche Spannungskonzentration und Zerbrechlichkeit des Materials bereitzustellen, so daß, wenn ein Spalt durch den Spreizamboß ausgelöst worden ist, dieser vor der Vorderseite des Ambosses (wie beim Spalten vom Holz mit einer Axt) herläuft, um ein symmetrisches Aufspreizen in der Mitte des Schenkels des Anschlusses zu gewährleisten. Unter der Verwendung von Kupferlegierungen wie Messing (CDA260) und Phosphorbronze (CDA510) wurden eingekerbte Befestigungsendteile von quadratischem Querschnitt mit einer Kantenlänge von 0,0635 cm (0,025 inch) und einer Länge von 0,254 - 0,51562 cm (0,100 - 0,203 inch) hergestellt. Allerdings können Befestigungsendteile nach dem Verfahren Querschnitte der Schenkel von einem Quadrat mit einer Kantenlänge von 0,127 cm (0,05 inch), Achtecke von 0,127 cm (0,045 inch) und 0,0635 cm (0,025 inch) und Rechtecke von 0,08128 * 0,127 cm (0,032 * 0,05 inch) umfassen.
Um die erforderliche Spannungskonzentration und Zerbrechlichkeit in der Mitte des Schenkels des Anschlusses zu erhalten, können die folgenden Schritte befolgt werden. Unter Bezugnahme auf Fig. 28A werden symmetrische "V"- Voreinkerbungen geformt, die sich etwa bis zu einem Drittel der Materialdicke erstrecken. Hier ist der Schenkel noch nicht auf die Breite zugeschnitten worden. Ein derartiges anfängliches Kerben führt zu Materialaufwölbungen auf der Oberfläche wie gezeigt. Wie dargestellt werden wird weist das Formwerkzeug geneigte Oberflächen auf, die maximal eine Orientierung von 40º gegenüber der Mittellinie des Werkzeugs aufweisen, so daß der gesamte zwischen den beiden Formflächen eingeschlossene Winkel maximal 80º beträgt. In Fig. 28B werden die Materialausbeulungen in der Oberfläche durch flache Scheiben oder Pressen zurückgedrückt oder -gedrängt, wobei diese Oberflächen aufweisen, die parallel sind zu den Oberflächen des Bandmaterials, aus dem die Pins geformt sind. Das Zurückdrücken des ausgebeulten Materials führt dazu, daß die sich ergebenden Nuten im wesentlichen wie gezeigt "U"- förmig werden. In Fig. 28C wird das Bandmaterial auf die gewünschte Schenkelgröße zugeschnitten, durch irgendeine konventionelles Schneid- oder Scherwerkzeug. In Fig. 28D werden die Einkerbungen oder Einschnitte vertieft, um sie asymmetrisch zu machen, während die beiden Seiten des Schenkels gestützt werden. Überschüssiges Material wird wie in Fig. 28D gezeigt an die Oberfläche herausgedrückt. Die Einkerbungen oder Einschnitte haben eine Gestalt wie sie in Fig. 27 gezeigt ist. In Fig. 28E werden die Beulen in der Oberfläche erneut ausgeglichen, und dadurch werden die Befestigungsendteile quadratisch. Dieses Vorgehen formt das Material nicht nur in die Endgestalt um, sondern stellt auch die nötige Spannungskonzentration und Zerbrechlichkeit des Materials im mittleren Bereich des Schenkels bereit. Die konzentrierten Spannungen zwischen den beiden eingekerbten Nuten müssen größer sein als die Streckgrenze und gerade unterhalb der maximalen Zerreißgrenze des Materials in dem kältesten Bearbeitungszustand. Obwohl bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung beschrieben worden sind, sollte klar sein, daß unterschiedliche Veränderungen durch den Fachmann vorgenommen werden können, ohne vom Gedanken der Erfindung abzuweichen. Es ist daher die Absicht, daß der Schutzumfang der Erfindung allein wie durch die folgenden Ansprüche angegeben, begrenzt wird.

Claims

1. Mit einem einzelnen massiven Schenkel versehener Anschluß, der an einem Ende einen elektrischen Verbinderendteil und einen gegenüberliegenden, im wesentlichen massiven Befestigungsendteil zur Befestigung durch ein Loch einer Leiterplatte umfaßt, wobei der Befestigungsendteil einen länglichen Befestigungsschenkel mit im wesentlichen gleichförmigem Querschnitt bildet und eine Längsachse definiert, wobei der Befestigungsschenkel so dimensioniert ist, daß er in dem Loch von einer Seite der Leiterplatte bis zur anderen Seite der Leiterplatte im wesentlichen frei aufgenommen werden kann, gekennzeichnet durch zwei Einschnltte (36), die auf gegenüberliegenden Seiten (32a, 32b) des Befestigungsendteils (32) vorgesehen sind und sich von dem Ende des Schenkels im wesentlichen parallel zur Längsachse erstrecken und einen Materialsteg (32e) definieren, der zwischen den Einschnitten gebildet ist und diese überbrückt, wobei der Steg eine Sollbruchlinie (36c) aus einem Material minimaler Dicke umfaßt und wobei jeder der Einschnitte einen dreieckigen Querschnitt (36a, 36b) mit in Richtung des Verbinderendteils in senkrecht zur Längsachse stehenden Ebenen abnehmenden Abmessungen aufweist.

2. Anschluß nach Anspruch 1, bei dem der längliche Befestigungsschenkel entlang der Längsachse einen im wesentlichen gleichmäßigen rechteckigen Querschnitt aufweist.

3. Anschluß nach Anspruch 2, bei dem der Querschnitt quadratisch ist.

4. Anschluß nach Anspruch 1, der weiterhin mindestens eine mittlere Schulter umfaßt, die zwischen dem Verbinder und den Befestigungsendteilen liegt und als Anschlag zur Begrenzung übermäßigen Durchgangs und zur Festlegung der Position des Befestigungsschenkels in dem Loch dient.

5. Anschluß nach Anspruch 4, bei dem die beiden mittleren Schultern auf gegenüberliegenden Seiten des Anschlusses vorgesehen sind.

6. Anschluß nach Anspruch 5, bei dem mehrere Anschlüsse mit den mittleren Schultern verbunden sind, um einen durchgehenden Tragestreifen zu bilden, von dem einzelne Anschlüsse zur Verwendung genommen werden können.

7. Anschluß nach Anspruch 1, bei dem die Sollbruch- Verbindungslinien gegenüberliegender Einkerbungen in einer gemeinsamen Ebene parallel zur Achse ausgerichtet sind.

8. Anschluß nach Anspruch 1, bei dem die Sollbruch- Verbindungslinien gegenüberliegender Einkerbungen auf gegenüberliegenden Seiten einer durch die Achse gehenden Symmetrieebene versetzt sind.

9. Anschluß nach Anspruch 1, bei dem das Loch in der Leiterplatte in der einen Seite der Leiterplatte einen kreisförmigen Rand definiert, und der weiterhin zwischenliegende Stoßteile am Befestigungsschenkel umfaßt, um den Befestigungsschenkel zur Spaltung und Spreizung in Stellung zu positionieren und auszurichten.

10. Anschluß nach Anspruch 9, bei dem die Stoßteile nach außen konisch zulaufende Stützen umfassen, die auf gegenüberliegenden Seiten des Befestigungsschenkels angeordnet sind.

11. Anschluß nach Anspruch 1, der weiterhin Einführungseinkerbungen an den freien Enden des Befestigungsschenkels umfaßt, um die Querschnittsfläche des Befestigungsschenkels an seinem als erstes in das Loch der Leiterplatte eindringenden Teil zu vermindern und dadurch das Führen und Einsetzen des Befestigungsschenkels in das Loch zu erleichtern.

12. Anschluß nach Anspruch 11, bei dem die Einführungseinkerbungen mehrere konisch zulaufende Flächen umfassen.

13. Anschluß nach Anspruch 1, bei dem die Einschnittsmittel in Flächen mit vorbestimmten Breiten ausgebildet sind und in den Flächen des Befestigungsschenkels eine maximale Abmessung aufweisen, die innerhalb einer Großenordnung von ca. 25% - 35% der vorbestimmten Breite liegen.

14. Anschluß nach Anspruch 1, bei dem die konzentrierten Spannungen zwischen den Einschnitten größer sind als die Streckgrenze und knapp unter der Bruchfestig keitsgrenze des Materials im härtesten kaltbearbeiteten Zustand liegen.

15. Anschluß nach Anspruch 1, bei dem der Befestigungsschenkel einen achteckigen Querschnitt aufweist, damit er leichter in ein kreisrundes Loch einer Leiterplatte eingesetzt werden kann.

16. Anschluß nach Anspruch 1, der in einer Mehrfach- Reihenanordnung gleicher Anschlüsse verbunden ist, wobei jeweils zwei benachbarte Anschlüsse an einem Sollbruch-Verbindungsteil (20) flexibel genug verbunden sind, daß ein Strang oder eine Reihe von Anschlüssen auf einer Spule aufgewickeit werden können, auf der der Anschluß aufbewahrt werden kann und von der die Anschlüsse abgegeben werden können.

17. Verfahren zur Einkerbung eines mit einem einzelnen massiven Schenkel versehenen Anschlusses mit einem rechteckigen Querschnitt, gekennzeichnet durch folgende Schritte: Voreinkerben eines Paars gegenüberliegender Flächen des Schenkels (32) mit im wesentlichen V-förmigen Einschnitten (36), die entlang einer im wesentlichen senkrecht zu den gegenüberliegenden Schenkelflächen liegenden Linie ausgerichtet sind; Vertiefen der Einschnitte, während das andere Paar gegenuberliegender Flächen gestützt wird, um eine Weitung des Schenkels zu verhindern, wobei die Einschnitte um die senkrechte Linie ausgebildet werden; und Pressen von sich möglicherweise ergebenden Ausbauchungen zur Erzeugung eines Schenkels mit im wesentlichen rechteckigem Querschnitt.

18. Verfahren nach Anspruch 15, bei dem die Einschnitte so gebildet werden, daß Spannungen zwischen den beiden gegenüberliegenden Einkerbungseinschnitten erzeugt werden, die höher sind als die Streckgrenze des Anschlußmaterials und knapp unter der Bruchfestigkeitsgrenze des Materials im härtesten kaltbearbeiteten Zustand liegen.

19. Verfahren nach Anspruch 15, das weiterhin den Schritt des Abscherens voreingekerbter Teile von einem durchgehenden Materialstreifen umfaßt.

20. Verfahren nach Anspruch 17, bei dem die Einschnitte asymmetrisch um die senkrechte Linie gebildet werden.